一种可变电压风电变流器功率循环试验装置的制作方法

1.本实用新型属于风力发电技术领域，具体涉及一种可变电压风电变流器功率循环试验装置。


背景技术：

2.现阶段，随着碳达峰碳中和概念的提出，使得新能源风力发电的规模也越来越大。其中，变流器是风力发电机组最核心的部分，为了保持企业在风电产品上的竞争力，对变流器性能和容量不断的提升显得越来越重要。
3.为了满足风电变流器现场投运的要求，往往需要根据变流器的拓扑结构以及现场应用工况，搭建测试平台以检测风电变流器的功率是否达标。目前，风力发电机的电压一般分690v，1140v和3300v三个等级，但常规的试验台一般仅支持1个电压等级的功率测试，因此三个电压等级就需要搭建三个试验台，导致测试成本较高，且试验台的利用率也较低。
4.另外，公开号为cn207586339u的文献还公开了一种变流器的试验系统，其包括第一网侧开关设备和功率试验子系统。第一网侧开关设备，输入端与外部电网电连接，输入端与功率试验子系统电连接。功率试验子系统包括：依次电连接的调压器、升压隔离变压器、第二网侧开关设备和至少一个供电支路。至少一个供电支路输送电能至待测变流器。调压器用于将电压等级调节至待测变流器的待测功率所对应的电压等级。虽然该试验系统能够较好的实现变流器的测试，但其结构复杂，且采用调压器实现宽调压范围，也必然导致其成本高的离谱。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的上述问题，提供了一种可变电压风电变流器功率循环试验装置，该试验装置的结构及测试过程均更为简单，通过该试验装置能够以更优性价比方案准确实现两个电压等级的功率循环试验，有效地提高了测试效果。
6.为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：
7.一种可变电压风电变流器功率循环试验装置，其特征在于：包括升压隔离变压器、恒压隔离变压器、第一主断路器、第二主断路器、变压器第一缓启电路、变压器第二缓启电路、第一旁路接触器、第二旁路接触器、第一测试出线和第二测试出线，所述第一主断路器、第一旁路接触器、升压隔离变压器、第二主断路器和恒压隔离变压器依次串联在电源输出端；所述变压器第一缓启电路旁路在第一主断路器一侧，所述变压器第二缓启电路旁路在第二主断路器一侧；所述第二旁路接触器旁路在第一旁路接触器一侧，第二旁路接触器的一端连接在第一主断路器与第一旁路接触器之间，另一端连接在升压隔离变压器与第二主断路器之间，且第二旁路接触器与第一旁路接触器互锁连接；所述第一测试出线和第二测试出线分别连接在恒压隔离变压器的两端用于对被测变流器进行测试。
8.所述变压器第一缓启电路包括依次连接的辅助断路器、第一接触器和第一电阻，所述变压器第二缓启电路包括依次连接的第一熔断器、第二接触器和第二电阻。
9.所述第一主断路器、第二主断路器和辅助断路器均连接有紧急停机按钮。
10.所述第二测试出线上设有辅助电抗器和接地的辅助电容支路。
11.所述辅助电抗器串联在第二测试出线上，所述辅助电容支路包括电容、第二熔断器和第三接触器，电容的一端接地，另一端依次通过第二熔断器和第三接触器连接在辅助电抗器之间。
12.所述第一测试出线上和第二测试出线上分别设有第四接触器和第五接触器。
13.所述恒压隔离变压器的两侧分别设有第一电压表和第二电压表。
14.所述第一主断路器与电源输出端之间设有功率表。
15.采用本实用新型的优点在于：
16.1、本实用新型通过特定的连接关系将升压隔离变压器、恒压隔离变压器、第一主断路器、第二主断路器、变压器第一缓启电路、变压器第二缓启电路、第一旁路接触器、第二旁路接触器、第一测试出线和第二测试出线组装成功率循环试验装置后，能够以更优性价比方案准确实现两个电压等级的功率循环试验，有效地提高了测试效果。相对于现有技术来说，本实用新型的结构及测试过程均更为简单，在结构改动较小的基础上，成本增加很少，实现了多个电压等级兼容，更有利于降低试验成本以及提高测试效率。
17.另外，本实用新型通过变压器第一缓启电路和变压器第二缓启电路，能够平缓地为升压隔离变压器和恒压隔离变压器进行充电进行测试，能够有效防止变压器上电时冲击电流过大，引起过电流保护。
18.2、本实用新型采用依次连接的辅助断路器、第一接触器和第一电阻的作为变压器第一缓启电路，采用依次连接的第一熔断器、第二接触器和第二电阻的作为变压器第二缓启电路，既具有结构简单的优点，又具有缓启效果好的优点。
19.3、本实用新型将第一主断路器、第二主断路器和辅助断路器均连接有紧急停机按钮，通过紧急停机按钮能够在紧急状况下快速切断试验装置的电源，提高了试验的安全性。
20.4、本实用新型在第二测试出线上设有辅助电抗器和辅助电容支路，电抗器模拟机侧发电机的电抗，测试中模拟发电机；辅助电容，用于机侧电压滤波，可以通过开关根据实际情况切入或切出。
21.5、本实用新型在第一测试出线上和第二测试出线上分别设有接触器，进一步提升了试验安全性。
22.6、本实用新型通过第一电压表和第二电压表，可显示网侧和机侧电压，操作人员可实时监测试验台是否有电，确保人身安全。
23.7、本实用新型通过功率表，可显示整个试验台的三相电压/电流、总有功功率，总无功功率等信息，既便于试验人员观察，又便于提高测试效率。
附图说明
24.图1为本实用新型的结构示意图。
25.图2为本实用新型的原理示意图。
26.图中标记为：1、升压隔离变压器，2、恒压隔离变压器，3、第一主断路器，4、第二主断路器，5、第一旁路接触器，6、第二旁路接触器，7、第一测试出线，8、第二测试出线，9、电源输出端，10、辅助断路器，11、第一接触器，12、第一电阻，13、第一熔断器，14、第二接触器，
15、第二电阻，16、紧急停机按钮，17、辅助电抗器，18、电容，19、第二熔断器，20、第三接触器，21、第四接触器，22、第五接触器，23、第一电压表，24、第二电压表，25、功率表。
具体实施方式
27.本实用新型公开了一种可变电压风电变流器功率循环试验装置，该试验装置能够以更优性价比方案准确实现两个电压等级的功率循环试验，特别适合于风电变流器中各个电压等级的功率循环试验。如图1所示，该试验装置包括升压隔离变压器1、恒压隔离变压器2、第一主断路器3、第二主断路器4、变压器第一缓启电路、变压器第二缓启电路、第一旁路接触器5、第二旁路接触器6、第一测试出线7、第二测试出线8、辅助电抗器17、辅助电容支路、第四接触器21、第五接触器22、第一电压表23、第二电压表24和功率表25。其中，各组成的结构、位置及连接关系分别如下：
28.所述第一主断路器3、第一旁路接触器5、升压隔离变压器1、第二主断路器4和恒压隔离变压器2依次串联在外部电源的电源输出端9。
29.所述变压器第一缓启电路旁路在第一主断路器3一侧，即变压器第一缓启电路与第一主断路器3并联。优选的，所述变压器第一缓启电路包括辅助断路器10、第一接触器11和第一电阻12，辅助断路器10、第一接触器11和第一电阻12依次连接，且辅助断路器10的输入端和第一电阻12的输出端分别连接在第一主断路器3的两端。
30.所述变压器第二缓启电路旁路在第二主断路器4一侧，即变压器第二缓启电路与第二主断路器4并联。优选的，所述变压器第二缓启电路包括第一熔断器13、第二接触器14和第二电阻15，第一熔断器13、第二接触器14和第二电阻15依次连接，且第一熔断器13的输入端和第二电阻15的输出端分别连接在第二主断路器4的两端。为了在出线紧急情况时保证试验人员的安全性，本实用新型在第一主断路器3、第二主断路器4和辅助断路器10均连接有紧急停机按钮16，且优选第一主断路器3、第二主断路器4和辅助断路器10均连接同一紧急停机按钮16，当出线安全情况时，按下该紧急停机按钮16即可使第一主断路器3、第二主断路器4和辅助断路器10同时断开连接。
31.所述第二旁路接触器6旁路在第一旁路接触器5一侧，第一旁路接触器5与第二旁路接触器6的具体连接结构为：第二旁路接触器6的一端连接在第一主断路器3与第一旁路接触器5之间，另一端连接在升压隔离变压器1与第二主断路器4之间，且第二旁路接触器6与第一旁路接触器5互锁连接。需要说明的是，第二旁路接触器6与第一旁路接触器5互锁连接是指第一旁路接触器5连通时第二旁路接触器6被断开，而第一旁路接触器5断开时第二旁路接触器6被连通。
32.所述第一测试出线7和第二测试出线8分别连接在恒压隔离变压器2的两端用于对被测变流器进行测试。其中，所述第一测试出线7上和第二测试出线8上分别设有第四接触器21和第五接触器22，通过这两个接触器，可将试验线缆完全连通后再合接触器进行试验，以保证试验的安全性。
33.所述辅助电抗器17和辅助电容支路均设置在第二测试出线8上。所述辅助电抗器17的数量优选为两个，并串联在第二测试出线8上。所述辅助电容支路包括电容18、第二熔断器19和第三接触器20，电容18的一端接地，另一端依次通过第二熔断器19和第三接触器20连接在辅助电抗器17之间。在实际试验时，可根据不同机型机侧参数，选择性投入不同容
量的辅助电抗器17和电容18，以便于灵活适配不同机型。
34.所述第一电压表23和第二电压表24分别连接在恒压隔离变压器2的两侧，可显示显示网侧和机侧电压，操作人员可实时监测试验台是否有电，确保人身安全。
35.所述功率表25设置在第一主断路器3与电源输出端9之间，可显示整个试验台的三相电压/电流、总有功功率，总无功功率等信息。
36.下面以实现690v和1140v两个电压等级的功率循环试验为例来对本实用新型进行详细的原理说明。
37.如图1所示，其具体包括：690v变1140v升压隔离变压器t1、1140v变1140v恒压隔离变压器t2、第一主断路器q1、第二主断路器q2、第一旁路接触器k11、第二旁路接触器k12、电源输出端690v ac、辅助断路器q11、第一接触器k1、第一电阻r1、第一熔断器fu2、第二接触器k2、第二电阻r2、紧急停机按钮sb1、辅助电抗器l1、辅助电抗器l2、电容c1、第二熔断器fu3、第三接触器k3、第四接触器k4、第五接触器k5、第一电压表v1、第二电压表v2、功率表p1。
38.其测试原理为：
39.1、根据被测变流器投切电容
40.步骤1：确保试验装置断电后，电容c1放电完成后，可以合上第三接触器k3投入电容c1，或断开第三接触器k3切出电容c1。
41.2、进行690v电压等级试验
42.步骤1：合第二旁路接触器k12互锁断开第一旁路接触器k11，690v变1140v升压隔离变压器t1选择690v电压等级。
43.步骤2：合第二接触器k2缓启给1140v变1140v恒压隔离变压器t2充电，充电完成后，合第二主断路器q2，对应第二主断路器q2的合闸指示灯亮；此时1140v变1140v恒压隔离变压器t2上电，第一电压表v1和第一电压表v2应准确显示恒压隔离变压器t2一次侧、二次侧电压。
44.步骤3：合第四接触器k4和第五接触器k5，使被测变流器通电，启动变流器进行690v电压等级功率循环测试，功率表p1可以显示整个功率试验装置的电压、电流、有功功率、无功功率等信息；
45.步骤4：停止试验时，依次停止变流器功率循环测试，断开第四接触器k4和第五接触器k5，断开第一主断路器q1和第二主断路器q2。
46.步骤5：紧急情况时，按下紧急停机按钮sb1，联动断开断路器第一主断路器q1、第二主断路器q2和辅助断路器q11,确保人身安全。
47.3、进行1140v电压等级试验
48.步骤1：合第一旁路接触器k11互锁断开第二旁路接触器k12，690v变1140v升压隔离变压器t1选择1140v电压等级。
49.步骤2：合辅助断路器q11，合第一接触器k1给690v变1140v升压隔离变压器t1缓启充电至1140v，充电完成后合第一主断路器q1，对应第一主断路器q1的合闸指示灯亮。
50.步骤3：合第二接触器k2缓启，给1140v变1140v恒压隔离变压器t2充电，充电完成后，合上第二主断路器q2，对应第二主断路器q2的合闸指示灯亮；此时1140v变1140v恒压隔离变压器t2上电，第一电压表v1和第一电压表v2应准确显示恒压隔离变压器t2一次侧、二
次侧电压。
51.步骤4：合第四接触器k4和第五接触器k5，使被测变流器通电，启动变流器进行1140v电压等级功率循环测试，功率表p1可以显示整个功率试验装置的三相电压、三相电流、总有功功率、总无功功率等信息。
52.步骤5：停止试验时，依次停止变流器功率循环测试，断开第四接触器k4和第五接触器k5，断开第一主断路器q1和第二主断路器q2。
53.步骤6：紧急情况时，按下紧急停机按钮sb1，联动断开断路器第一主断路器q1、第二主断路器q2和辅助断路器q11,确保人身安全。
54.由上述可知，本实用新型能够以更优性价比方案准确实现两个电压等级的功率循环试验，不仅有效地降低了试验成本，还大幅提高了测试效果。
55.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，本说明书中所公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的替代特征加以替换；所公开的所有特征、或所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以任何方式组合。